DE102009012930B4 - Invert mechanism of a glass machine and method of control - Google Patents
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Abstract
Invertmechanismus einer Glasmaschine, mittels dem Külbel von einer Vorformseite der Glasmaschine zu einer Fertigformseite derselben überführbar sind, mit einem Druckluftzylinderantrieb (3), mittels dessen Kolben (6) ein Mündungsmechanismus (2) der Glasmaschine zur Überführung der Külbel verstellbar ist, und dessen Vorschubraum (19) und dessen Rückzugraum (27) über eine erste (16) bzw. eine zweite Ventileinrichtung (24; 30) an eine Druckluftquelle (20, 28) anschließbar sind, wobei die erste Ventileinrichtung (16), mittels der der Vorschubraum (19) des Druckluftzylinderantriebs (3) an die Druckluftquelle (20) anschließbar ist, als Proportionalventil (16) ausgebildet ist, dessen Durchflussquerschnitt bei der Druckluftbeaufschlagung des Vorschubraums (19) mittels einer Steuereinheit (12) entsprechend dem Ergebnis eines auf die Kolbenbewegung im Druckluftzylinder (4) bezogenen Soll-Wert/Ist-Wert-Vergleichs regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Proportionalventil (16) des Weiteren so ausgebildet ist, dass sein Durchflussquerschnitt beim Austreten von Luft aus dem Vorschubraum (19) entsprechend dem Ergebnis des auf die Kolbenbewegung im Druckluftzylinder (4) bezogenen Soll-Wert/Ist-Wert-Vergleichs regelbar ist.Invert mechanism of a glass machine, by means of which the parison can be transferred from a preform side of the glass machine to a preform side of the same, with a compressed air cylinder drive (3), by means of the piston (6) of which an opening mechanism (2) of the glass machine for transferring the parison can be adjusted, and the feed space ( 19) and its retraction space (27) can be connected to a compressed air source (20, 28) via a first (16) or a second valve device (24; 30), the first valve device (16) by means of which the feed space (19) of the compressed air cylinder drive (3) can be connected to the compressed air source (20), is designed as a proportional valve (16), the flow cross section of which when the feed chamber (19) is pressurized with compressed air by means of a control unit (12) corresponding to the result of a piston movement in the compressed air cylinder (4) related target value / actual value comparison can be regulated, characterized in that the proportional valve (16) of the It is also designed so that its flow cross-section can be regulated when air emerges from the feed chamber (19) in accordance with the result of the desired value / actual value comparison based on the piston movement in the compressed air cylinder (4).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Invertmechanismus einer Glasmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung nach dem Anspruch 9.The present invention relates to an invert mechanism of a glass machine according to the preamble of
Aus der
Bei dieser bekannten Verstellvorrichtung wird in jedem Fall auch die Druckluftbeaufschlagung des Rückzugraums mittels eines stufenlos regelbaren Proportionalventils realisiert. Durch das Zusammenwirken der beiden stufenlos regelbaren Proportionalventile mit einer Steuereinheit, in der Ist-Werte der Verstellvorrichtung berücksichtigt werden, wird die Bewegung des Verstellmechanismus gemäß einem vorgebbaren Anforderungsprofil geregelt.In this known adjusting device, the pressurization of the return chamber is realized in any case by means of a continuously variable proportional valve. Due to the interaction of the two continuously variable proportional valves with a control unit, in which actual values of the adjusting device are taken into account, the movement of the adjusting mechanism is regulated according to a predefinable requirement profile.
Ausgehend von dem vorstehend geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Invertmechanismus einer Glasmaschine zu schaffen, bei dem unter Reduzierung des technischen Aufwands eine zumindest gleich bleibende Steuer- bzw. Regelbarkeit der Bewegung des Invertmechanismus realisierbar ist, bzw. bei etwa gleichem technisch-konstruktiven Aufwand eine Verbesserung der Steuer- bzw. Regelbarkeit der Bewegung des Invertmechanismus erzielt werden kann.Based on the above-described prior art, the present invention seeks to provide an invert mechanism of a glass machine, in which at least the same constant controllability of the movement of the invert mechanism can be realized while reducing the technical complexity, or at about the same technical-design effort an improvement in the control or controllability of the movement of the Invertmechanismus can be achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Proportionalventil, mittels dem der Vorschubraum des Druckluftzylinderantriebs an die Druckluftquelle anschließbar ist, zusätzlich so ausgebildet ist, dass sein Durchflussquerschnitt auch beim Austreten von Luft aus dem Vorschubraum entsprechend dem Ergebnis des auf die Kolbenbewegung im Druckluftzylinder bezogenen Soll-Wert/Ist-Wert-Vergleichs regelbar ist. Die Schwenkbewegung des Invertmechanismus kann somit mittels eines einzigen Proportionalventils nicht nur bei der Vorschubbewegung des Kolbens des Druckluftzylinderantriebs sondern auch bei der Rückzugbewegung dieses Kolbens variabel eingestellt werden. Hierzu muss lediglich eine der beiden Ventileinrichtungen als Proportionalventil ausgestaltet werden; werden beide Ventileinrichtungen als Proportionalventile ausgestaltet, ist eine noch genauere und exaktere Steuer- bzw. Regelbarkeit der Bewegung des Invertmechanismus als beim Stand der Technik realisierbar.This object is achieved in that the proportional valve, by means of which the feed space of the compressed air cylinder drive is connected to the compressed air source, is additionally designed so that its flow cross-section and the emergence of air from the feed space according to the result of the reference to the piston movement in the compressed air cylinder target Value / actual value comparison is controllable. The pivotal movement of the inverting mechanism can thus be variably adjusted by means of a single proportional valve not only in the advancing movement of the piston of the pneumatic cylinder drive but also in the retraction movement of this piston. For this purpose, only one of the two valve devices must be configured as a proportional valve; If both valve devices are designed as proportional valves, an even more precise and exact controllability of the movement of the invert mechanism than in the prior art can be realized.
Es ist beispielsweise möglich, dass je nach Anforderungsprofil an den Bewegungszyklus des Invertmechanismus variable bzw. konstante Geschwindigkeiten realisiert werden. Die Start-, End- und Haltepositionen des Kolbens und damit des Invertmechanismus sind frei wählbar. Hierdurch ergibt sich beispielsweise ein erheblicher Vorteil, wenn in demjenigen Bereich der Glasmaschine, in dem der Invertmechanismus angeordnet ist, bestimmte Bauteile bzw. Komponenten der Glasmaschine ausgetauscht werden müssen. Da der Invertmechanismus quasi in jeder beliebigen Position anhalt- und fixierbar ist, kann er je nach auszutauschender Komponente bzw. je nach auszutauschendem Bauteil so positioniert werden, dass die Zugänglichkeit der betreffenden Komponente bzw. des betreffenden Bauteils optimal ermöglicht wird. Aufgrund der erfindungsgemäß möglichen, an unterschiedlichste Anforderungsprofile anpassbaren Steuerung bzw. Regelung der Vorschub- und Rückzuggeschwindigkeit des Kolbens ist es möglich, für jeden Zyklusabschnitt die optimale Geschwindigkeit einzustellen. Aufgrund der erfindungsgemäß möglichen Optimierung der Kolbengeschwindigkeit in allen Zyklusabschnitten lassen sich sowohl die Vorschub- als auch die Rückzugzeit des Kolbens minimieren. Irgendwelche Veränderungen an den eigentlichen Druckluftzylinderantrieben der Glasmaschine sind nicht erforderlich, da die an den Druckluftzylindern vorhandenen pneumatischen Anschlusselemente weiter verwendet werden können.For example, it is possible for variable or constant speeds to be realized depending on the profile of requirements for the movement cycle of the invert mechanism. The start, stop and stop positions of the piston and thus of the invert mechanism are freely selectable. This results, for example, in a considerable advantage if certain components or components of the glass machine have to be exchanged in the region of the glass machine in which the invert mechanism is arranged. Since the invert mechanism can be held and fixed virtually in any desired position, it can be positioned, depending on the component to be exchanged or the component to be replaced, in such a way that the accessibility of the relevant component or component is made optimally possible. Due to the inventively possible, adaptable to a wide variety of requirement profiles control or regulation of the feed and retraction speed of the piston, it is possible to set the optimum speed for each cycle section. Due to the inventively possible optimization of the piston speed in all cycle sections, both the feed and the withdrawal time of the piston can be minimized. Any changes to the actual air cylinder actuators of the glass machine are not required since the pneumatic connection elements present on the compressed air cylinders can continue to be used.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Invertmechanismus ist die zweite Ventileinrichtung, mittels der der Rückzugraum des Druckluftzylinderantriebs an die Druckluftquelle anschließbar ist, als Drei/Zwei-Wegeventil ausgebildet. Die Steuerung bzw. Regelung der Vorschubbewegung des Kolbens erfolgt dann durch die mittels der Steuereinheit vorgenommene Einstellung des Durchflussquerschnitts des die erste Ventileinrichtung ausbildenden Proportionalventils in dessen Beaufschlagungsposition, in der der Vorschubraum des Druckluftzylinderantriebs an die diesem Proportionalventil zugeordnete Druckluftquelle angeschlossen ist. Die Steuerung bzw. Regelung der Rückzugbewegung des Kolbens erfolgt mittels der Steuereinheit ebenfalls in Verbindung mit dem vorstehend erwähnten ersten Proportionalventil, welches in seiner den Vorschubraum des Druckluftzylinderantriebs mit einer Dämpfungseinrichtung verbindenden Entspannungsposition hinsichtlich seines Durchflussquerschnitts mittels der Steuereinheit stufenlos einstellbar ist.According to an advantageous embodiment of the inverting mechanism according to the invention, the second valve device, by means of which the return space of the pneumatic cylinder drive can be connected to the compressed air source, is designed as a three / two-way valve. The control or regulation of the advancing movement of the piston then takes place by means of the control unit adjustment of the flow cross section of the first valve device forming proportional valve in its Beaufschlagungsposition in which the feed space of the compressed air cylinder drive is connected to the proportional pressure valve associated with this compressed air source. The control or regulation of the retraction movement of the piston by means of the control unit also in conjunction with the above-mentioned first proportional valve, which is infinitely adjustable in terms of its flow cross section by means of the control unit in its the expansion chamber of the compressed air cylinder drive with a damping device connecting relaxation position.
Wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Invertmechanismus die zweite Ventileinrichtung, mittels der der Rückzugraum des Druckluftzylinderantriebs an die Druckluftquelle anschließbar ist, als Proportionalventil ausgebildet ist, dessen Durchflussquerschnitt mittels der Steuereinheit entsprechend dem Ergebnis des auf die Kolbenbewegung im Druckluftzylinder bezogenen Soll-Wert/Ist-Wert-Vergleichs steuerbar ist, kann auch der Durchflussquerschnitt der zweiten Ventileinrichtung mittels der Steuereinheit sowohl in der Beaufschlagungsposition des zweiten Proportionalventils als auch in der Entspannungsposition des zweiten Proportionalventils quasi stufenlos eingestellt werden. Hierdurch lässt sich die Qualität der Steuerung bzw. der Regelung des Betriebs des Druckluftzylinderantriebs sowie des nachgeschalteten Mündungsmechanismus erheblich verfeinern.If, according to a further advantageous embodiment of the invert mechanism according to the invention, the second valve device, by means of which the return space of the compressed air cylinder drive can be connected to the compressed air source, is designed as a proportional valve whose flow cross section is adjusted by means of the control unit according to the result of the target value / actual related to the piston movement in the compressed air cylinder Value comparison can be controlled, the flow cross-section of the second valve means by means of the control unit can be adjusted quasi-continuously both in the loading position of the second proportional valve and in the relaxation position of the second proportional valve. As a result, the quality of the control or the regulation of the operation of the compressed air cylinder drive and the downstream outlet mechanism can be significantly refined.
Gemäß einer vorteilhaften konstruktiv-technischen Weiterbildung der Erfindung können die erste und die zweite Ventileinrichtung in Form einer einzigen Ventilbaueinheit ausgestaltet und an eine ihnen gemeinsame Druckluftquelle angeschlossen sein.According to an advantageous constructional-technical development of the invention, the first and the second valve device can be designed in the form of a single valve assembly and connected to a common compressed air source.
Des Weiteren ist es zweckmäßigerweise möglich, das erste Proportionalventil und die als Drei/Zwei-Wegeventil oder als zweites Proportionalventil ausgebildete zweite Ventileinrichtung an eine Dämpfungseinrichtung anzuschließen, mittels der ein den Druckluftzylinderantrieb verlassender Druckluftstrom dämpfbar ist.Furthermore, it is expediently possible to connect the first proportional valve and the second valve device embodied as a three / two-way valve or as a second proportional valve to a damping device by means of which a compressed air flow leaving the pneumatic cylinder drive can be damped.
Um in einfacher Weise die Ist-Werte zu erzeugen, die für die vorstehend erläuterte Steuerung bzw. Regelung des Betriebs des Invertmechanismus erforderlich sind, ist es vorteilhaft, wenn einer Kolbenstange des Druckluftzylinderantriebs ein Wegsensor zugeordnet ist, mittels dem die aktuelle Position des Kolbens und damit des Mündungsmechanismus der Glasmaschine erfassbar und der an eine Signalauswerteeinheit angeschlossen ist, mittels der die Wegsensorsignale in Positions-, Geschwindigkeits-, und/oder Beschleunigungsdaten bzw. Ist-Werte der Kolbenbewegung im Druckluftzylinder umwandelbar sind.In order to easily generate the actual values which are required for the above-explained control or regulation of the operation of the invert mechanism, it is advantageous if a displacement sensor is associated with a piston rod of the compressed air cylinder drive, by means of which the current position of the piston and thus the muzzle mechanism of the glass machine can be detected and which is connected to a signal evaluation unit, by means of which the displacement sensor signals in position, speed, and / or acceleration data or actual values of the piston movement in the air cylinder can be converted.
Entsprechend kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Invertmechanismus eine Vergleichseinheit vorgesehen sein, an die die Signalauswerteeinheit des Wegsensors und eine Eingabe-/Ausgabeeinheit, mittels der Soll-Werte für die Kolbenbewegung im Druckluftzylinder in die Vergleichseinheit eingebbar sind, angeschlossen sind, und mittels der die Ist-Werte mit den Soll-Werten für die Kolbenbewegung im Druckluftzylinder vergleichbar und ein einer Abweichung der Ist-Werte von den Soll-Werten entsprechendes Signal an die Steuereinheit anlegbar ist.Accordingly, according to a further advantageous embodiment of the invert mechanism according to the invention a comparison unit may be provided, to which the signal evaluation unit of the displacement sensor and an input / output unit, by means of the target values for the piston movement in the compressed air cylinder can be entered into the comparison unit, and by means of the actual values are comparable to the desired values for the piston movement in the compressed air cylinder and a signal corresponding to a deviation of the actual values from the desired values can be applied to the control unit.
Um in einfacher Weise die Entscheidung zu treffen, ob sich der Kolben des Druckluftzylinderantriebs im Vorschub- oder im Rückzugbetrieb befindet, ist ein Signalgeber zweckmäßig, mittels dem im Zusammenwirken mit dem Wegsensor ein den Vorschubbetrieb bzw. den Rückzugbetrieb des Kolbens anzeigendes Signal an die Steuereinheit anlegbar ist.In order to make the decision in a simple manner, whether the piston of the compressed air cylinder drive is in feed or in retracting operation, a signal generator is appropriate, by means of which in cooperation with the displacement sensor a feed operation or the retreating operation of the piston indicating signal to the control unit can be applied is.
Bei der vorstehend geschilderten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Invertmechanismus erfolgt eine Drucküberwachung innerhalb des Druckluftzylinderantriebs durch die Erfassung der Kolbenbewegung mittels des Wegsensors, die in der Signalauswerteeinheit des Wegsensors verarbeitet wird. Eine schnelle Kolbenbewegung impliziert hierbei einen hohen Druck, wohingegen eine langsame Kolbenbewegung einen vergleichsweise geringen Druck impliziert. Durch die beiden Ventileinrichtungen und den Wegsensor ist eine vollständige Kontrolle der Kolbenbewegung möglich, wobei auf dieser Grundlage eine elektronische Geschwindigkeitskontrolle und -regelung realisierbar ist.In the above-described embodiment of the inverting mechanism according to the invention, pressure monitoring takes place within the compressed air cylinder drive by detecting the piston movement by means of the displacement sensor, which is processed in the signal evaluation unit of the displacement sensor. A fast piston movement implies a high pressure, whereas a slow piston movement implies a comparatively low pressure. The two valve devices and the displacement sensor complete control of the piston movement is possible, on this basis, an electronic speed control and regulation can be realized.
Zum einen ergibt sich im Falle des erfindungsgemäßen Invertmechanismus eine erhebliche Reduzierung hinsichtlich des Verschleisses der Bauteile desselben, wobei darüber hinaus eine erhöhte Reproduzierbarkeit der Kolbenbewegung möglich ist, was Auswirkungen für die Qualität der in der Glasmaschine hergestellten Glasartikel hat.On the one hand, in the case of the inverting mechanism according to the invention, there is a considerable reduction in the wear of the components thereof, and, moreover, an increased reproducibility of the piston movement is possible, which has an effect on the quality of the glassware produced in the glass machine.
Da mittels des Wegsensors und des einen Vorschub- bzw. Rückzugbetrieb anzeigenden Signalgebers die jeweilige Position des Kolbens im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich präziser ermittelt werden kann, kann die Schwenkbewegung des Invertmechanismus erheblich genauer durchgeführt werden.Since the respective position of the piston can be determined much more precisely than the prior art by means of the displacement sensor and the signal generator indicating a feed or retraction operation, the pivoting movement of the invert mechanism can be carried out considerably more accurately.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die gesamte Durchführung und Überwachung des Betriebs des Invertmechanismus verbessert werden kann.In summary, the overall implementation and monitoring of the operation of the invert mechanism can be improved.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung der Vorschub- und Rückzugbewegung eines Druckluftzylinderantriebs eines Invertmechanismus einer Glasmaschine werden ein Vorschubraum und ein Rückzugraum des Druckluftzylinderantriebs an eine Druckluftquelle angeschlossen, wobei zumindest der von der dem Vorschubraum des Druckluftzylinderantriebs zugeordneten Druckluftquelle zum Vorschubraum gerichtete Druckluftstrom entsprechend dem Ergebnis eines auf die Kolbenbewegung im Druckluftzylinder bezogenen Soll-Wert/Ist-Wert-Vergleichs stufenlos regelbar ist.In a method according to the invention for controlling the advancing and retracting movement of a compressed air cylinder drive of an invert mechanism of a glass machine, a feed space and a return space of the compressed air cylinder drive are connected to a compressed air source, wherein at least the compressed air flow directed to the feed space by the compressed air source assigned to the feed space of the compressed air cylinder drive is infinitely variable according to the result of a related to the piston movement in the air cylinder desired value / actual value comparison.
Vorteilhaft wird hierbei zur stufenlosen Regelung des zum Vorschubraum gerichteten Druckluftstroms ein Proportionalventil eingesetzt.Advantageously, a proportional valve is used for stepless control of the compressed air flow directed to the feed space.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur stufenlosen Regelung des zum Rückzugraum des Druckluftzylinderantriebs gerichteten Druckluftstroms ebenfalls ein Proportionalventil eingesetzt. Sofern eines oder beide der im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Proportionalventile auch in seiner Entspannungsposition hinsichtlich seines Öffnungsquerschnitts beliebig einstellbar ist, kann auch der den Vorschubraum bzw. den Rückzugraum verlassende Druckluftstrom stufenlos geregelt werden.According to an advantageous embodiment of the method according to the invention, a proportional valve is also used for stepless control of the directed to the return space of the compressed air cylinder drive compressed air flow. If one or both of the proportional valves used in the process according to the invention is also freely adjustable in terms of its opening cross-section in its expansion position, the compressed air flow leaving the feed space or the return space can also be steplessly regulated.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.In the following the invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawing.
Es zeigen:Show it:
Ein anhand der in den
Hierzu wird ein in den
Als Antriebselement für den Mündungsmechanismus
An ihrem aus dem Druckluftzylinder
In den dargestellten Ausführungsformen ist im oberen Bereich des Druckluftzylinders
Von der Signalauswerteeinheit
Die Steuereinheit
Das erste Proportionalventil
In der Sperrstellung „0” besteht keine Verbindung zwischen der Druckluftleitung
In der Beaufschlagungsposition „2” steht die Druckluftquelle
In der Entspannungsposition „1” schaltet das erste Proportionalventil
Des Weiteren ist die Steuereinheit
Das zweite Proportionalventil
In der Sperrstellung „0” besteht keine Verbindung zwischen der Druckluftleitung
In der Beaufschlagungsposition „2” steht die Druckluftquelle
In der Entspannungsposition „1” schaltet das zweite Proportionalventil
Im Betrieb des vorstehend geschilderten Invertmechanismus
Das erste Proportionalventil
Mittels der dem ersten Proportionalventil
Aufgrund der möglichen Regelung des Durchflusses durch das sich in seiner Beaufschlagungsposition „2” befindliche erste Proportionalventil
Auf die Kolbenbewegung bezogene Daten werden mittels des im Druckluftzylinder
In der Vergleichseinheit
Wenn der Kolben
Die Steuereinheit
Die dem zweiten Proportionalventil
Auch die Rückzuggeschwindigkeit des Kolbens
Nach Erreichen der in den
Bei dem vorstehend geschilderten Invertmechanismus
Des Weiteren ist es möglich, den Kolben
Bei dem in
Bei der Vorschubbewegung des Kolbens
Bei der Rückzugbewegung des Kolbens
Zur Vorschubbewegung des Kolbens
Zur Rückzugbewegung des Kolbens
In
Schaltet die Ventilbaueinheit
Wenn die Ventilbaueinheit
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20120413 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ROLF THEMANN & PARTNER SA, LU Free format text: FORMER OWNER: GPS GLASPRODUKTIONS-SERVICE GMBH, 45329 ESSEN, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE SPALTHOFF UND LELGEMANN, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: MOSER GOETZE & PARTNER PATENTANWAELTE MBB, DE |